案例說明+課程基本信息

案例說明：

水資源系統優化原理與方法的思政教育目標是要讓學生建立一種科學思維方式，用辯證和歷史唯物主義的觀點去觀察和分析問題，培養其規則意識和約束觀念，以社會主義核心價值觀來進行價值定位。將馬克思主義的認識論、方法論和實踐論融入專業知識的學習之中，由實際復雜水資源系統→概化為抽象系統→構建數學模型→計算機程序設計→求解并驗證模型的適用性→修改和完善數學模型等過程，培養學生一種認識和分析以及解決問題的基本素養，提高學生運用馬克思主義的辯證觀點去領悟科學研究的內涵。教學過程中通常采用研究型教學方式，以知識為載體，傳授相關的思想和方法，鼓勵學生養成探索的習慣，從實際問題入手，力求理論與實踐的辯證統一。

課程基本信息：

水資源系統優化原理與方法是水文與水資源工程專業的一門必修課程。通過學習，使學生掌握水資源系統優化的基本理論、分析方法和決策技術等，以及水資源系統分析、評價、優化模型構建及其計算機軟件求解等方面的知識，要求掌握水資源系統的概念、優化模型的建立及求解方法，包括水資源系統的線性規劃模型、對偶模型、整數規劃模型、非線性規劃模型、動態規劃模型、多目標規劃模型等一些新的理論和方法，引導學生將系統工程的觀點、思想、方法和原理具體應用到水資源工程及水利水電工程的規劃、設計和管理等工程實踐中，為學習水資源規劃及利用、水庫優化調度、水環境保護等專業課、以及畢業后從事水利工程等相關專業工作及進行科學研究打下基礎。

01

教學目標

(一)

知識目標

水資源系統優化原理與方法這門課程對高等數學、線性代數和數理統計等相關前期課程的基礎要求較高，通過該課程的學習，使學生掌握水資源系統優化中的基本概念、基本原理和基本方法，使學生掌握建立水資源系統模型的方法及其求解方法，要求掌握線性規劃模型及其單純形求解方法、修正單純形法、線性規劃的對偶問題及其對偶單純形法、整數線性規劃的分支定界法和割平面法、0-1型整數規劃及指派問題，無約束非線性規劃的解析搜索法，包括梯度法、牛頓法和共軛梯度法等，有約束的非線性規劃的拉格朗日法和罰函數法等，動態規劃的基本原理及確定性和隨機性動態規劃模型的求解方法，多目標規劃的主要目標法、線性加權和法、理想點法以及功效系數法等相關理論知識和模型方法等。

(二)

能力目標

從系統論的角度認識數學模型的構建、優化算法的程序設計，提升采用計算機編程解決復雜水資源系統問題的能力；使學生在學習水資源系統優化原理與方法的過程中體會“概化抽象、基本原理、算法程序設計、結果分析與檢驗”這一水利類解決復雜實際工程問題的學科形態，通過經典算法模型學習與實踐，掌握“問題、形式概化描述、計算機程序化”的問題求解的基本路經，在體驗實現計算機自動計算的樂趣同時，提高學生理性評判能力、對復雜問題的認知能力和解決能力。

(三)

素質目標

1. 專業素質目標

(1)掌握水資源系統優化原理與方法的基本概念，以及實際問題描述和解決方法。

(2)掌握“問題、形式概化描述、計算機程序化”這一典型的問題求解過程。

(3)增強理論結合實際能力，獲得實現優化算法程序、實現計算機自動計算等更多解決復雜工程問題的專業技能。

2. 思政教育目標

(1)通過優化模型目標函數的擬定和約束條件的建立，培養學生的規則意識、約束觀念，并以社會主義核心價值觀來進行價值定位。

(2)通過水資源復雜系統的抽象概化到模型構建，再到優化算法的實現，培養學生由復雜到簡單再到復雜的轉換能力、以及對實際復雜問題認知能力和解決能力，充分體會馬克思主義認識論、方法論和實踐論的內涵。

(3)通過對優化方法的系統學習，培養學生建立一種科學思維，要用辯證唯物主義和歷史唯物主義的觀點去觀察和分析事物，而不是唯心主義和機械唯物主義去分析和解決問題。

02

教學策略

(一)

課程思政融入設計

水資源系統優化原理與方法作為水利工程學科門類的專業基礎課程，講授將復雜水資源系統概化為抽象的模型系統并對其進行優化的一個方法的基本原理，既有實際復雜水資源系統的抽象概化問題，又有較為成熟優化算法的基本原理，同時還有數學模型求解的技術方法，是理論與實踐結合較好的重要學科基礎課程之一。本課程教學過程中將馬克思主義認識論、實踐論和方法論等觀點融入其中。

1. 認識問題、分析問題、解決問題，是科學研究的基本素質

水資源系統優化模型的構建過程，首先，要根據水資源系統內各要素的關系，概化成由點、線、面構成的水資源系統網絡圖，即概化成用于優化模型的抽象水資源系統；然后，設定決策變量，根據水資源系統實際要達到的效果設定目標函數，根據水量平衡、供水量及需水量等方面確定約束條件；再通過程序設計由計算機計算獲得模型結果。這一過程，正符合馬克思主義從感性認識到理性認識的辯證統一觀點。

2. 規則意識和約束觀點是實現系統優化的基本特征

在構建水庫優化調度的動態規劃模型中，需要一定的規則劃分階段、設定階段變量、決策變量、狀態變量、指標函數、構建系統方程，按照一定的規則(逆序或順序)來推求每一階段的最優決策，從而形成最優策略，整個過程都在一定的規則和約束條件下進行，方可推求出模型的最優解，這也正符合馬克思主義的價值觀，現實世界任何事務的價值是在一定規則和條件下才能實現。

3. 以三峽水利工程多目標規劃模型為例，激發學生的愛國熱情和家國情懷

在講解水資源系統多目標規劃模型的內容時，以三峽水利工程為例，闡述三峽工程發揮防洪、發電、航運和供水四項功能，較為詳細地向學生介紹三峽工程的世界之最，激發學生從事水利專業而感到自豪和驕傲，為社會主義國家集中力量辦大事感到無上榮光，使學生從專業的角度去體會家國情懷和愛國熱情。

4. 上機程序設計和編程實踐環節，引入馬克思主義實踐論

上機程序設計和編程實踐環節，將馬克思主義理論聯系實際，實事求是，在實踐中檢驗真理和發展真理的觀點融入其中。與此同時，融入馬克思主義實踐論當中從實踐到認識，再從認識到實踐如此實踐、認識、再實踐、再認識，循環往復以至無窮，逐步深化和提高的觀點。同時培養學生改革創新、積極進取、敬業奉獻的工匠精神，以及不斷探索勇于擔當的科學精神。

(二)

教學方法

1.?教授方法：課堂理論知識講授24學時，上機實驗教學8學時。課內講授推崇研究型教學，以知識為載體，傳授相關的思想和方法，引導學生探究式學習。上機實驗教學則提出基本要求，引導學生相對獨立地解決實際問題。

2.?學習方法：養成探索的習慣，培養學生重視基本理論的鉆研，在理論指導下進行實踐；注意從實際問題入手，歸納和提取基本特性，設計抽象模型，最后實現計算機問題求解(計算程序設計及算法的實現)。建立從現實世界(實際水資源系統)，到抽象世界(水資源系統優化模型)，再到計算機程序設計(優化算法的實現)。明確學習各階段的重點任務，做到課前預習，課中認真聽課，積極思考，課后認真復習，不放過疑點，充分利用好教師資源和同學資源。仔細研讀教材，適當選讀參考書的相關內容，從系統模型算法實現的角度，深入理解概念，掌握方法的精髓和算法的核心思想，不死記硬背。積極參加上機實驗，在上機實驗中加深對優化原理與方法的理解。

03

教學成效

通過在《水資源系統優化原理與方法》課程教學中融入課程思政元素，首先豐富了該課程的思政教學資源，革新了傳統的思政教育方式，使專業課程教學有機融合的思政教育，相比傳統思政課程教育具有更明顯的感染力和實效性；其次，改變傳統的專業課程教學中重專業知識和技能、輕德育教育的現象，在專業知識和技能的教學過程中，融入愛國熱情和民族自豪感以及家國情懷、職業素養和科學探索精神等實例，學生獲得專業知識的興趣也更加濃厚；最后，通過修訂課程教學大綱，有效融入課程思政教育元素，更新教學內容，促使教師更新和探索教學方法，進而提高教學水平。

作者簡介

門寶輝，教授，博士生導師。主持教改項目4項，獲得北京高等學校青年教師社會調研優秀項目一等獎2項、二等獎1項，獲得教育部水利類教學指導委員會教學成果優秀獎1項，獲得校級教學成果獎二等獎1項、教學優秀特等獎2次、教學優秀獎6次，入選華北電力大學教學名師培育計劃(第四期)，出版“十三五”規劃教材3部，發表教改文章13篇，指導大學生創新項目獲得國家級優秀4項。

信息來源：華電微教務

總結

以上是生活随笔為你收集整理的c++程序设计原理与实践_课程思政水资源系统优化原理与方法课程思政元素的探索...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。